《化学分析》课程教学资源（PPT电子课件讲稿）第十四章 光谱分析概论

第十四章外一可见 光光度法 第一节光学分析概论 电磁辐射和电磁波谱 光学分析法及其分类 光谱法仪器分光光度计

第十四章 紫外-可见 分光光度法 第一节 光学分析概论 一、电磁辐射和电磁波谱 二、光学分析法及其分类 三、光谱法仪器——分光光度计

电磁辐射和电磁波谱 1.电磁辐射(电磁波,光):以巨大速度通过空间 不需要任何物质作为传播媒介的一种能量 2.电磁辐射的性质:具有波、粒二向性 >波动性:V >粒子性:E=h·v=h c- 注:A,E个

一、电磁辐射和电磁波谱 1．电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通过空间、 不需要任何物质作为传播媒介的一种能量 2．电磁辐射的性质：具有波、粒二向性 ➢ 波动性： ➢ 粒子性：     1 = ， = c   c E = h  = h  注： ，E 

续前 3.电磁波谱:电磁辐射按波长顺序排列,称~。 y射线→→X射线→紫外光→>可见光→→红外光→微波→无线电波 高能辐射区』γ射线能量最高,来源于核能级跃迁 浪长 x射线来自内层电子能级的跃迁 光学光谱区〔紫外光来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光 红外光来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区了微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波来自原子核自旋能级的跃迁 长

高能辐射区 γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁 χ射线 来自内层电子能级的跃迁 光学光谱区 紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光 红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区 微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁 续前 3．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称~。 γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波 波长 长

光学分析法及其分类 )光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互 作用而建立起来的各种分析法的统称 )分类 1.光谱法:利用物质与电磁辐射作用时,物质内部 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 按能量交换方向分∫吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分〔原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱

二、光学分析法及其分类 （一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互 作用而建立起来的各种分析法的统称~。 （二）分类： 1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 ➢ 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 ➢ 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 分子光谱→带状光谱

续前 2.非光谱法:利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基 本性质变化的分析方法 分类:折射法、旋光法、比浊法、X射线衍射法 3.光谱法与非光谱法的区别: 光谱法:内部能级发生变化 原子吸收/发射光谱法:原子外层电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法:分子外层电子能级跃迁 非光谱法:内部能级不发生变化 仅测定电磁辐射性质改变

续前 2．非光谱法：利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基 本性质变化的分析方法 分类：折射法、旋光法、比浊法、χ射线衍射法 3．光谱法与非光谱法的区别： ➢ 光谱法：内部能级发生变化 原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法：分子外层电子能级跃迁 ➢ 非光谱法：内部能级不发生变化 仅测定电磁辐射性质改变

续前 (三)发射光谱 M*一发光→释放能量→M+hv 发射光 激发态 基态光 √例:y-射线;X-射线;荧光 (四)吸收光谱 M+h吸收辐射能量M>吸收光谱 基态光 激发态 √例:原子吸收光谱,分子吸收光谱

续前 （三）发射光谱 （四）吸收光谱 激发态 基态 光 发光 释放能量 M ⎯⎯⎯⎯ ⎯→M + h * → ⎯→发射光谱 基态 光 激发态 吸收辐射能量 * M + h ⎯⎯⎯⎯⎯→M ✓例：γ-射线；x-射线；荧光 ✓例：原子吸收光谱，分子吸收光谱 ⎯→吸收光谱

光谱法仪器分光光度计 主要特点:五个单元组成 光源 样品他 记录装置+输测

三、光谱法仪器——分光光度计 ➢ 主要特点：五个单元组成 光源 单色器 样品池 记录装置 检测器

第二节紫外-可见吸收光谱 紫外-可见吸收光谱的产生 紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 相关的基本概念 四、吸收带类型和影响因素

第二节 紫外-可见吸收光谱 一、紫外-可见吸收光谱的产生 二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 三、相关的基本概念 四、吸收带类型和影响因素

紫外可见吸收光谱的产生 1.分子吸收光谱的产生由能级间的跃迁引起 ˇ假级:电子能级、振动能级、转动能级 ˇ跃迁:电子受激发,从低能级转移到高能级的过程 EA=E由+E指+E 转 能级差△E=h·v=h 若用一连续的电磁辐射照射样品分子,将照射前后的 光强度变化转变为电信号并记录下来,就可得到光强 度变化对波长的关系曲线,即为分子吸收光谱

一、紫外-可见吸收光谱的产生 1．分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起 ✓ 能级：电子能级、振动能级、转动能级 ✓ 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程 若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的 光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强 度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱 E 分 = E 电 + E 振 + E 转   c 能级差 E = h  = h 

续前 2.分子吸收光谱的分类: 分子内运动涉及三种跃迁能级,所需能量大小顺序 △E:>△E=>△E 转 △E电=1~20e4>4=0.06~1.25m→紫外-可见吸收光谱 △E瓶=005~1ey>4=25~1.25m→红外吸收光谱 AE转=0005~005e>=250~25m→远红外吸收光谱 3.紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射,分子中 价电子(或外层电子)的能级跃迁而产生 (吸收能量=两个跃迁能级之差)

续前 2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序 E 电  E 振  E 转 远红外吸收光谱 红外吸收光谱 紫外 可见吸收光谱 转 振 电  =  =   =  =   =  =  − E e v m E e v m E e v m       0.005 ~ 0.05 250 ~ 25 0.05 ~1 25 ~1.25 1~ 20 0.06 ~1.25 3．紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中 价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）